本发明专利技术涉及一种催化合成异戊二烯的方法及所用催化剂的制备方法。首次采用Pd/V/Mg-Al2O3由戊烷合成异戊二烯的催化剂，其制备方法简单。戊烷在催化剂Pd/V/Mg-Al2O3的作用下脱氢、异构生成2-甲基-1-丁烯或2-甲基-2-丁烯后，再脱氢生成异戊二烯。催化合成异戊二烯的工艺条件温和，对设备要求低。催化剂选择性较高，产物中异戊二烯质量百分比可达20～28%。不需更换催化剂，仅改变工艺条件即可。本发明专利技术主要解决了现有技术中存在的工艺复杂、反应条件苛刻、生产成本高等问题，提供了一种反应条件温和、工艺安全简单、生产成本低的异戊二烯合成方法。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种合成异戊二烯的方法，特别涉及一种。
技术介绍
异戊二烯结构是典型的共轭双键，化学性质活泼，主要用于生产异戊橡胶，也是苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物(SIS)和丁基橡胶的第二单体。此外，异戊二烯还广泛应用于农药、医药、香料、喷雾剂及粘结剂等方面。随着乙烯工业的快速发展和对合成橡胶、合成树脂的需求增大，异戊二烯作为一种重要的化工原料，其生产技术及利用受到世界各国的普遍重视。专利US4092372制备了一种催化剂可用于异丁烯和甲醛一步法催化合成异戊二烯，此催化剂包含Ag+、A1203、SiO2和B、T1、Sn、Pb、P的氧化物，应用于异丁烯和甲醛合成。此生产工艺的缺点为反应选择性取决于异丁烯在水相中的溶解度，同时反应体系需维持一定的酸性，反应过程中产生一定量的水，需要不断将水和低沸点的物质蒸出反应体系，以确保反应向正反应进行。专利US3480688以带支链的6个碳烯烃为原料合成异戊二烯，由于2_甲基_1_戊烯、4-甲基-2-戊烯、4-甲基-1-戊烯和2，3- 二甲基-2- 丁烯裂解合成异戊二烯的收率(30?40%)很低，故第一步需将支链的6个碳先异构化，生产异戊二烯的前驱体3-甲基-2-戊烯，最后3-甲基-2-戊烯在550?11(KTC温度下裂解合成异戊二烯。这种工艺较为复杂需两种催化剂、操作温度高，且异戊二烯收率低。专利US2982795以异戊烷为原料合成异戊二烯的工艺分两步，第一步异戊烷在Al2O3和MgO的催化作用下脱氢，催化剂中可掺杂少量第四、五和六主族的金属氧化物提高其活性；第二步在含有少量铁、铬氧化物的钾化合物的催化作用下，异戊烯脱氢生成异戊二烯。
技术实现思路
本专利技术的目的为提供一种催化合成异戊二烯的合成方法和所用催化剂的制备方法。以V-Pd-Mg为活性组分，Y-Al2O3为载体，苯或甲苯为溶剂，在加热、搅拌的条件下催化合成异戊二烯。本专利技术主要解决了现有技术中存在的工艺复杂、反应条件苛刻、生产成本高等问题，提供了一种反应条件温和、工艺安全简单、生产成本低的异戊二烯合成方法。本专利技术的技术解决方案如下:用于合成异戊二烯的催化剂的制备方法，步骤如下:(I)首先将Y-Al2O3在300?350°C下焙烧4?7h，脱除Y-Al2O3中物理吸附的杂质；(2)将处理后的Y-Al2O3浸溃在质量浓度为0.5?2%的四氯合钯酸水溶液中24?48h，过滤，用蒸馏水清洗滤饼5?20min，再将滤饼浸泡在浓度为0.3?0.8%的NaOH溶液中20~50min，过滤，80~130°C干燥4~24h，最后置于马弗炉中350~450°C下焙烧3~12h即得样品Pd-Al2O3 ；(3)将所得的Pd-Al2O3浸溃在质量浓度为3~6%的干基钒水溶液中24~48h，过滤，用蒸馏水清洗滤饼5~30min，70~180°C干燥4~24h，最后置于马弗炉中350~450°C下焙烧2~12h即得Pd/V-Al203 ；(4)将所得的Pd/V-Al203浸溃在质量浓度为1.5~5%的硝酸镁水溶液中12~36h,过滤,用蒸懼水清洗滤饼2~60min,60~200°C干燥2~30最后置于马弗炉中400~450°C下焙烧2~24h得Pd/V/Mg-Al203催化剂。用本专利技术的催化剂合成异戊二烯的方法，其特征是步骤如下:(1)将戊烷、催化剂？(1/￥/1%41203和溶剂苯或甲苯加入高压釜搅拌，以2~20°C /min的速率加热至400~450 V后，反应2.5~4.0h ; (2)反应结束后，冷却至10°C以下，通过高压釜放空管将产生的氢气排出；(3)关闭放空阀，I~20°C /min升温至550~630°C后，反应3.0~4.5h ;冷却至室温，排出反应体系中的氢气，导出反应混合物，分离，得到反应产物异戊二烯。所述催化剂Pd/V/Mg-Al203与戊烷的质量比为(0.05~0.8):1。戊烷与溶剂苯或甲苯的质量比为0.9:1~1:4。本专利技术的优点是:(I)首次采用Pd/V/Mg_Al203由戊烷合成异戊二烯的催化剂，其制备方法简单。(2)催化合成异戊二烯的工艺条件温和，对设备要求低。(3)催化剂选择性较高，产物中异戊二烯可达20~28% (质量百分比)。(4)戊烷在催化剂Pd/V/Mg-Al203的作用下脱氢、异构生成2-甲基_1_丁烯或2_甲基-2- 丁烯后，再脱氢生成异戊二烯，不需更换催化剂，仅改变工艺条件即可。【具体实施方式】实施例1一、催化剂制备，按照如下步骤顺序进行:1、首先将Y -Al2O3在300°C下焙烧4h，脱除、-Al2O3中物理吸附的杂质；2、将处理后的Y-Al2O3浸溃在浓度为0.5% (质量百分数)的四氯合钯酸(H2PdCl4)水溶液中24h，过滤，用蒸馏水清洗滤饼lOmin，再将滤饼浸泡在浓度为0.3%的NaOH溶液中40min，过滤，120°C干燥12h，最后置于马弗炉中400°C下焙烧4h即得样品Pd_Al203。3、将所得的Pd-Al2O3浸溃在浓度为3.5% (质量百分数)干基钒(V (NO3)5)的水溶液中30h，过滤，用蒸馏水清洗滤饼10min，120°C干燥12h，最后置于马弗炉中350°C下焙烧4h即得样品PdA-Al2O304、将所得的Pd/V-Al203浸溃在浓度为1.5% (质量百分数)硝酸镁(Mg (NO3) 2)的水溶液中12h，过滤，用蒸馏水清洗滤饼10min，120°C干燥12h，最后置于马弗炉中400°C下焙烧4h即得样品Pd/V/Mg-Al203。二、用催化剂合成异戊二烯1、将戊烷、催化剂Pd/V/Mg-Al203 (Pd/V/Mg-Al203与戊烷的质量比为0.1:1)和溶剂苯(戊烷与苯质量比为0.9:1)加入高压釜，搅拌。2、以2°C /min的加热速度将高压釜升温至400°C后，保温，反应2.5h ;反应结束后，冷却至10°C以下，通过高压釜放空管将产生的氢气排出。关闭放空阀，再以2V /min的加热速度升温至550°C后，保温，反应3.0h。3、反应结束后，冷却至室温，排出反应体系中的氢气，导出反应混合物，分离，得到反应产物异戊二烯。戊烷转化率61.50%,异戊二烯的选择性18.62%,异戊二烯收率11.45%。实施例2一、催化剂制备，按照如下步骤顺序进行:1、首先将Y -Al2O3在300°C下焙烧7h，脱除Y -Al2O3中物理吸附的杂质；2、将(I)处理后的Y-Al2O3浸溃在浓度为2%(质量百分数)的四氯合钯酸(H2PdCl4)水溶液中48h，过滤，用蒸馏水清洗滤饼lOmin，再将滤饼浸泡在浓度为0.7%的NaOH溶液中40min，过滤，120°C干燥12h，最后置于马弗炉中350°C下焙烧4h即得样品Pd_Al203。3、将(2)所得的Pd-Al2O3浸溃在浓度为6% (质量百分数)干基钒(V (NO3)5)的水溶液中48h，过滤，用蒸馏水清洗滤饼10min，120°C干燥12h，最后置于马弗炉中350°C下焙烧4h即得样品Pd/V_A1203。4、将(3)所得的Pd/V-Al203浸溃在浓度为5% (质量百分数)硝酸镁(Mg (NO3) 2)的水溶液中36h，过滤，用蒸馏水清洗滤饼lOmin，120°C干燥12h，最后置于本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于合成异戊二烯的催化剂的的制备方法，其特征是步骤如下：（1）首先将γ?Al2O3在300～350℃下焙烧4～7h，脱除γ?Al2O3中物理吸附的杂质；（2）将处理后的γ?Al2O3浸渍在质量浓度为0.5～2%的四氯合钯酸水溶液中24～48h，过滤，用蒸馏水清洗滤饼5～20min，再将滤饼浸泡在浓度为0.3～0.8%的NaOH溶液中20～50min，过滤，80～130℃干燥4～24h，最后置于马弗炉中350～450℃下焙烧3～12h即得样品Pd?Al2O3；（3）将所得的Pd?Al2O3浸渍在质量浓度为3～6%的干基钒水溶液中24～48h，过滤，用蒸馏水清洗滤饼5～30min，70～180℃干燥4～24h，最后置于马弗炉中350～450℃下焙烧2～12h即得Pd/V?Al2O3；（4）将所得的Pd/V?Al2O3浸渍在质量浓度为1.5～5%的硝酸镁水溶液中12～36h，过滤，用蒸馏水清洗滤饼2～60min，60～200℃干燥2～30h最后置于马弗炉中400～450℃下焙烧2～24h得Pd/V/Mg?Al2O3催化剂。
【技术特征摘要】
1.用于合成异戊二烯的催化剂的的制备方法，其特征是步骤如下: (1)首先将￥^1203在300~3501:下焙烧4~711，脱除Y-Al2O3中物理吸附的杂质； (2)将处理后的Y-Al2O3浸溃在质量浓度为0.5~2%的四氯合钯酸水溶液中24~48h，过滤，用蒸馏水清洗滤饼5~20min，再将滤饼浸泡在浓度为0.3~0.8%的NaOH溶液中20~50min，过滤，80~130°C干燥4~24h，最后置于马弗炉中350~450°C下焙烧3~12h即得样品Pd-Al2O3 ； (3)将所得的Pd-Al2O3浸溃在质量浓度为3~6%的干基钒水溶液中24~48h，过滤，用蒸馏水清洗滤饼5~30min，70~180°C干燥4~24h，最后置于马弗炉中350~450°C下焙烧2~12h即得Pd/V-Al203 ； (4)将所得的Pd/V-Al203浸溃在质量浓度为1.5~5%的硝酸镁水溶液中12~36h，过滤，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张吕鸿，任海伦，周雪松，张志恒，肖红，李楠楠，姜斌，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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